Збекистон республикаси халк таълими вазирлиги

Трансген ўсимликларга генетик материалларни экспрессияси.
Олимлар ўсимлик ҳужайрасига бегона генларни киритишда бўйича олиб борган тадқиқотларида янги ҳодисаларга гувоҳ бўлганлар. Аниқланишича, бир тажрибанинг ўзида бир хил ДНК конструкцияси билан трансформацияланган трансген клонлар киритилаётган ген экспрессияси бўйича фарқланар экан. Экспрессия даражаси кўпгина омилларга боғлиқ бўлиб, у айниқса киритилаётган геннинг ядро хроматинини қайси қисмига тушишига боғлиқ экан. Бундан ташқари, ядро геномига ДНК конструкцияланганда бир қанча ўзгаришларга учрайди (дупликация, инверсия ва б.) ва бу экспрессиянинг пасайишига олиб келади. Яна аниқланишича, қўлланилаётган трансформация процедуралари хўжайин геноми учун ҳам бефарқ эмасдир.
Биринчидан, трансгенни жойлашиши қайсидир хўжайин генини бирламчи структурасини бузиши билан биргаликда уни инактивациялайди.
Иккинчидан, ўсимлик геномига генлар агробактериал ёки физик ўтказилганда турли кўринишдаги қайта тузилишлар, ҳатто хромосома фрагментларининг транслокациясигача кузатилади. Буларнинг барчаси ўсимлик геномини нормал фаолият кўрсатишини ўзгартиради.

Ўсимликка керакли генни тутувчи Ti-плазмида кетма-кетлигини киритишнинг 2 хил методи яратилган:

1-метод — «оралиқ векторлар» методи (коинтегратив векторлар) — pBR 322 ичак таёқчасидан фойдаланишга асосланган (расм).
Ti-плазмидадан Т-ДНК рестриктазалар ёрдамида кесилади ва Е. соli да клонлаш учун pBR 322 плазмидасига жойлаштирилади.Т-ДНК плазмидали бактериялар кўпайтирилади ва плазмида ажратиб олинади. Сўнгра клонланган Т-ДНКга рестриктаза ёрдамида керакли ген жойлаштирилади. Ҳосил булган Т-ДНКли рекомбинант молекула яна бир бор катта миқдорда кўпайтирилади, яъни ичак таёқчасида клонланади. Шундан кейин конъюгация ёрдамида тўлиқ Ti-плазмидани ташувчи агробактерия ҳужайрасига киритилади. Натив Ti-плазмидасининг Т-сегментлари ва оралиқ векторлар ўртасида гомологик рекомбинация рўй беради. Бунинг натижасида ген жойлаштирилган Т-ДНК нормал ДНК ўрнига натив Ti-плазмидага киради. Т-сегментга керакли генлар жойлашган Ti-плазмидани ташувчи А. Tumefaciens ҳужайралари ҳосил бўлади. Уларнинг навбатдаги кўчирилиши агробактерияларга хос бўлган оддий йўл билан амалга оширилади.
Иккинчи метод бинар (қўш) векторлар системасини яратишга асосланган.
Охирги тадқиқотлардан маълум бўлишича, зарарлаш ва трансформация учун яхлит Ti-плазмида керак эмас, балки Т-ДНК нинг чекка участкаси ва Ti -плазмиданинг вирулентликка жавобгар бир участкасининг ўзи етарлидир. Бу иккала участка бир плазмидада бўлиши ҳам шарт эмас. Агар агробактерияда vir сегментли Ti-плазмида ва Т-ДНКли бошқа плазмида бўлса, бу бактериялар ўсимлик ҳужайрасини трансформациялаши мумкин. Бундай ҳолда исталган ген жойлаштирилган Т-ДНК ўсимлик геноми билан интеграцияланади. Бунинг учун бактерия ҳужайраларида гомологик рекомбинация содир бўлиши керак эмас. Бегона генлар экспрессияси учун Т-ДНКнинг махсус промотори, масалан нопалинсинтетаза промотори керакдир.
Ўсимлик ҳужайрасига конструкцияланган Ti-плазмидани киритишнинг бир нечта методлари бор. Булардан энг оддий табиий усул –

Расм. Тi-плазмида асосида коинтегратив векторни яратилиши. Рп - рестриктаза 1рдамида парчаланиш

конструкцияланган штаммларни ўсимликнинг зарарланган қисмига киритишдир.

Бошқа метод – протопластларни агробактериялар билан кокультивациялаш йўли билан трансформациялаш. Агробактериялар янги ажратиб олинган ёки бир кунлик протопластларга қўшилса, бактериялар бирлашмайди ҳам, трансформацияланмайди ҳам. Трансформациялаш учун 3 кунлик протопластларда ҳужайра девори қайтадан ҳосил бўлган бўлиши керак. Бу ҳол ҳужайра деворини ҳосил қилувчи ва бактерияларни бирлаштирувчи ингибиторларни қўшиш билан исботланган. Кокультивациялаш даври (бу даврда протопластлар агробактериялар билан агрегацияланади), яъни бир суткадан ортиқ вақтдан сўнг бирлашмаган бактериялар қайта ювиш билан олиб ташланади. Сўнг ўсимлик ҳужайралари гормонлар қўшилган муҳитда ўстирилади. 3-4 ҳафтадан сўнг колониялар гормонсиз муҳитга ўтказилади. Бу муҳитда фақатгина трансформацияланган ҳужайраларнинг колониялари ўсади.
Шундай усул билан тамаки ва петуниннинг трансформацияланган ўсимлик-регенерантлари олинган.

Охирги 10 йил мобайнида ташқи бозорда янги хусусиятларга эга бўлган трансген ўсимликлар чиқа бошлади. 1996 йили АҚШда трансген ўсимликлар эгаллаган майдон 3 млн. акр бўлса, 2002 йилга бу майдон 80 млн акрга етди. Асосий трансген ўсимликлар: жўҳори, соя, гербицид ва ҳашоротларга чидамли ғўзалардир.

Кундан-кунга аҳоли сони ортиб бораётгани сабабли инсоният олдида муҳим бир муаммо, озиқ-овқат маҳсулотларини ишлаб чиқариш масаласи турибди. Яна бир муаммо, бу тиббий даволашдир. Буларни трансген ўсимликлар яратиш билан ҳал қилиш мумкин.
Ген инженерлиги ёрдамида қишлоқ ҳўжалиги учун қуйидаги ўсимликлар яратиш учун таклифлар киритилган:

1. 
   Ҳашоротларга чидамли ўсимликларни яратиш. Уларни яратиш учун ўсимликларнинг геномига Basillus thuringiensis (бу микроорганизм ҳашоротлар организмида ривожланиб тангақанотлиларда касаллик келтириб чиқаради, одамларга таъсир қилмайди)дан ажратиб олинган токсин гени киритилади. Токсинни синтез қиладиган ўсимликлар айрим зараркунандаларга нисбатан чидамли бўлади. Буларнинг бари далаларда пестицидларни ишлатишни ва атроф-муҳит ифлосланишини камайтиради.
   
2. 
   Озиқ-овқат маҳсулотларини сифатини яхшилаш. Маълумки, қишлоқ ҳўжалиги экинларининг ҳаммасининг таркибида ҳам алмашмайдиган аминокислоталар ва витаминлар етарли миқдорда бўлмайди. Буларнинг ўрнини тўлдириш учун ўсимликларга витамин ёки аминокислоталарни синтезлайдиган генлар киритилади. Ҳозирда таркибида каратиноид кўп бўлган трансген гуруч ва оқсилга бой соя ўсимлиги олинган.
   
3. 
   Товар сифатини яхшилаш. Гулларга пигмент синтезловчи генлар киритилиб ажойиб рангли гуллар ёки оқсилларни флуоресценцияловчи генларни киритиб қоронғуда нур берувчи декоратив ўсимликлар олинган.
   
4. 
   Гербицидларга чидамли ўсимликларни яратиш.
   
5. 
   Ўсимликларнинг чидамлилигини ошириш. Маълумки, айрим балиқ ва ҳашоротлар гидрофил оқсиллар ажратади. Бу оқсиллар гени иссиқсевар ўсимликларни совуққа чидамли қилиш учун уларга киритилади.
   

хайвонлар ген инженерлиги

Ген инженерлиги методларининг яратилишига қадар, 2 та соматик ҳужайраларни қўшиш йўли билан генлар кўчирилган. Агар ҳужайраларнинг 2 та линиясини биргаликда полиэтиленгиликол ёки инактивланган Сендай вируси иштирокида инкубация қилинса, бу 2 та ҳужайра линияларининг ядролари қўшилади. Ҳосил бўлган гибрид ҳужайраларни селектив муҳитда ажратиб олиш мумкин. Бунда маълум бир белгилар ва маълум бир хромосомалар ўртасидаги мувофиқликни аниқлаб янгидан-янги генлар харитасини тузиш мумкин бўлади. Гибрид ҳужайра кўпайиши давомида битта ёки иккала она ҳужайраларни хромосомаларини йўқотиши, ҳамда йиллар давомида репрессияланган генлар экспрессияланиши мумкин. Баъзи ҳолларда она ҳужайра линиясида «ишламаган» ген, гибрид ҳужайраларда «ишлаши» мумкин.
Вирус генларини жойлаштириш ва кўчириш
1976 йили Ениш сичқон ҳужайраларига бегона генларни киритиш ва бу белгиларни наслдан-наслга ўтишини амалга оширган. Лекин рекомбинация ва клонлаш методи ўша вақтда унчалик ривожланмаганлиги сабабли генларни киритишда вируслардан вектор сифатидагина фойдаланилган.
Сичқон лейкози вируси кирадиган синф вирусларига олимлар томонидан генларни кўчириш учун самарали вектор сифатида қараганлар. Ушбу ретровирусларнинг генлари якка ипли РНКнинг 2 та молекуласидан тузилган: ҳужайра бу вирус билан зарарланганда қайтар транскриптаза ДНК молекуласини, комплементар РНКни синтезлайди. Ҳосил бўлган ДНК-нусха ҳужайра ДНКсига «провирус” кўринишида жойлашади. Провирус барқарор ҳолда қолиши ёки хужайра ДНКсидан ажралиб янги вирус заррачалари ўсишига манба бўлади.
Назорат учун саволлар
1.Ўсимлик ҳужайраларига генларни киритиш ҳақида тушунча беринг?
2.Трансген ўсимликларга генетик материалларни экспрессияси ҳақида тушунча беринг?
3.Трансген ўсимликларнинг яратилиши ва аҳамияти?
4.Ҳайвонлар ген инженерлиги ҳақида тушунча беринг?
5.Вирус генларини жойлаштириш ва кўчириш ҳақида тушунча беринг?
7-МАЪРУЗА.

ҲУЖАЙРА ИНЖЕНЕРЛИГИ

Режа:
1.Каллус ҳужайралари культураларини олиш

2.Протопластларни ажратиб олиш
3.Протопластлар культурасини олиш
4.Протопластларни қўшилиши
5.Соматик ҳужайралар гибридизацияси